TUJUAN TRAINING:

1
(No Transcript)
2

• TUJUAN TRAINING
• AGAR SISWA DAPAT MENGERTI TENTANG PROTEKSI YANG
  ADA DI INSTALASI PLN TERUTAMA PERALATAN GARDU
  INDUK.
• MENINGKATKAN KOMPETENSI SISWA DIBIDANG GARDU
  INDUK DAN TRANSMISI

3

• HARAPAN SETELAH MENGIKUTI TRAINING
• DIHARAPKAN SISWA DAPAT MENJELASKAN TENTANG
  PROTEKSI SECARA SEDERHANA.
• MEMUDAHKAN MENGETAHUI FUNGSI DARI SETIAP BAGIAN
  PERALATAN PROTEKSI YANG TERPASANG UNTUK
  OPERASIONAL MAUPUN PEMELIHARAAN.
• FAMILIAR TERHADAP PROTEKSI INSTALASI.

4
Pokok Bahasan
SISTEM PROTEKSI GARDU INDUK 1. PENGERTIAN
RELE PROTEKSI 2. PERANGKAT SISTEM
PROTEKSI 3. FUNGSI DAN PERANAN RELE
PROTEKSI 4. SYARAT-SYARAT RELE
PROTEKSI 5. PENYEBAB TERJADINYA KEGAGALAN
POTEKSI 6. GANGGUAN PADA SISTEM
PENYALURAN 7. PROTEKSI PENGHANTAR 8.
RELE PROTEKSI BUSBAR 9. PROTEKSI TRAFO
TENAGA 10. PROTEKSI PENYULANG 20
KV 11. DISTURBANCE FAULT RECORDER ( DFR )
12. AUTO RECLOSER 13. PEMBACAAN ANNOUNSIATOR
DAN INDIKATOR
5
1. Pengertian Rele Proteksi
1. Pengertian Rele Proteksi Rele adalah suatu
alat yang bekerja secara otomatis untuk mengatur
/ memasukan suatu rangkaian listrik (rangkaian
trip atau alarm) akibat adanya perubahan lain.
6
2. Perangkat Sistem Proteksi.
2. Perangkat Sistem Proteksi.
Proteksi terdiri dari seperangkat peralatan yang
merupakan sistem yang terdiri dari
komponen-komponen berikut Relay, sebagai alat
perasa untuk mendeteksi adanya gangguan yang
selanjutnya memberi perintah trip kepada Pemutus
Tenaga (PMT). Trafo arus dan/atau trafo tegangan
sebagai alat yang mentransfer besaran listrik
primer dari sistem yang diamankan ke rele
(besaran listrik sekunder). Pemutus Tenaga (PMT)
untuk memisahkan bagian sistem yang
terganggu. Batere beserta alat pengisi (batere
charger) sebagai sumber tenaga untuk bekerjanya
rele, peralatan bantu triping. Pengawatan
(wiring) yang terdiri dari sisrkit sekunder (arus
dan/atau tegangan), sirkit triping dan sirkit
peralatan bantu.
7
Secara garis besar bagian dari relay proteksi
terdiri dari tiga bagian utama, seperti pada blok
diagram (gambar.1), dibawah ini
Ke rangkaian Pemutus/sinyal
I
( )
Gambar 1. Blok diagram utama rele proteksi
8
Masing-masing elemen/bagian mempunyai fungsi
sebagai berikut Elemen pengindera. Elemen ini
berfungsi untuk merasakan besaran-besaran
listrik, seperti arus, tegangan, frekuensi, dan
sebagainya tergantung relay yang
dipergunakan. Pada bagian ini besaran yang masuk
akan dirasakan keadaannya, apakah keadaan yang
diproteksi itu mendapatkan gangguan atau dalam
keadaan normal, untuk selanjutnya besaran
tersebut dikirimkan ke elemen pembanding. Elemen
pembanding. Elemen ini berfungsi menerima besaran
setelah terlebih dahulu besaran itu diterima oleh
elemen oleh elemen pengindera untuk membandingkan
besaran listrik pada saat keadaan normal dengan
besaran arus kerja relay. Elemen
pengukur/penentu. Elemen ini berfungsi untuk
mengadakan perubahan secara cepet pada besaran
ukurnya dan akan segera memberikan isyarat untuk
membuka PMT atau memberikan sinyal.
9
Pada sistem proteksi menggunakan relay proteksi
sekunder (gambar . 2), digambarkan sebagai
berikut Gambar 2. Rangkaian rele proteksi
sekunder Transformator arus ( CT ) berfungsi
sebagai alat pengindera yang merasakan apakah
keadaan yang diproteksi dalam keadaan normal atau
mendapat gangguan.
PMT
10
merasakan apakah keadaan yang diproteksi dalam
keadaan normal atau mendapat gangguan. Sebagai
alat pembanding sekaligus alat pengukur adalah
relay, yang bekerja setelah mendapatkan besaran
dari alat pengindera dan membandingkan dengan
besar arus penyetelan dari kerja relay. Apabila
besaran tersebut tidak setimbang atau melebihi
besar arus penyetelannya, maka kumparan relay
akan bekerja menarik kontak dengan cepat atau
dengan waktu tunda dan memberikan perintah pada
kumparan penjatuh (trip-coil) untuk bekerja
melepas PMT. Sebagai sumber energi/penggerak
adalah sumber arus searah atau batere.
11
3. Fungsi dan Peranan Rele Proteksi
3. Fungsi dan Peranan Rele Proteksi Maksud dan
tujuan pemasangan relay proteksi adalah untuk
mengidentifikasi gangguan dan memisahkan bagian
jaringan yang terganggu dari bagian lain yang
masih sehat serta sekaligus mengamankan bagian
yang masih sehat dari kerusakan atau kerugian
yang lebih besar, dengan cara Mendeteksi
adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya
yang dapat membahayakan peralatan atau
sistem. Melepaskan (memisahkan) bagian sistem
yang terganggu atau yang mengalami keadaan
abnormal lainnya secepat mungkin sehingga
kerusakan instalasi yang terganggu atau yang
dilalui arus gangguan dapat dihindari atau
dibatasi seminimum mungkin dan bagian sistem
lainnya tetap dapat beroperasi. Memberikan
pengamanan cadangan bagi instalasi
lainnya. Memberikan pelayanan keandalan dan mutu
listrik yang tbaik kepada konsumen. Mengamankan
manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh
listrik.
12
4 Syarat-syarat Rele Proteksi
4 Syarat-syarat Rele Proteksi Dalam perencanaan
sistem proteksi, maka untuk mendapatkan suatu
sistem proteksi yang baik diperlukan
persyaratan-persyaratan sebagai berikut
13
Sensitif. Suatu relay proteksi bertugas
mengamankan suatu alat atau suatu bagian tertentu
dari suatu sisitem tenaga listrik, alat atau
bagian sistem yang termasuk dalam jangkauan
pengamanannya. Relay proteksi mendeteksi adanya
gangguan yang terjadi di daerah pengamanannya dan
harus cukup sensitif untuk mendeteksi gangguan
tersebut dengan rangsangan minimum dan bila
perlu hanya mentripkan pemutus tenaga (PMT) untuk
memisahkan bagian sistem yang terganggu,
sedangkan bagian sistem yang sehat dalam hal ini
tidak boleh terbuka.
14
Selektif. Selektivitas dari relay proteksi
adalah suatu kualitas kecermatan pemilihan dalam
mengadakan pengamanan. Bagian yang terbuka dari
suatu sistem oleh karena terjadinya gangguan
harus sekecil mungkin, sehingga daerah yang
terputus menjadi lebih kecil. Relay proteksi
hanya akan bekerja selama kondisi tidak normal
atau gangguan yang terjadi didaerah pengamanannya
dan tidak akan bekerja pada kondisi normal atau
pada keadaan gangguan yang terjadi diluar daerah
pengamanannya.
Cepat. Makin cepat relay proteksi bekerja, tidak
hanya dapat memperkecil kemungkinan akibat
gangguan, tetapi dapat memperkecil kemungkinan
meluasnya akibat yang ditimbulkan oleh gangguan.
15
Andal. Dalam keadaan normal atau sistem yang
tidak pernah terganggu relay proteksi tidak
bekerja selama berbulan-bulan mungkin
bertahun-tahun, tetapi relay proteksi bila
diperlukan harus dan pasti dapat bekerja, sebab
apabila relay gagal bekerja dapat mengakibatkan
kerusakan yang lebih parah pda peralatan yang
diamankan atau mengakibatkan bekerjanya relay
lain sehingga daerah itu mengalami pemadaman yang
lebih luas. .Untuk tetap menjaga keandalannya,
maka relay proteksi harus dilakukan pengujian
secara periodik.
Ekonomis. Dengan biaya yang sekecilnya-kecilnya
diharapkan relay proteksi mempunyai kemampuan
pengamanan yang sebesar-besarnya.
Sederhana. Perangkat relay proteksi disyaratkan
mempunyai bentuk yang sederhana dan fleksibel.
16
5. Penyebab Terjadinya Kegagalan Poteksi
5. Penyebab Terjadinya Kegagalan Poteksi Jika
proteksi bekerja sebagaimana mestinya, maka
kerusakan yang parah akibat gangguan mestinya
dapat dihindari/dicegah sama sekali, atau kalau
gangguan itu disebabkan karena sudah adanya
kerusakan (insulation break down di dalam
peralatan), maka kerusakan itu dapat dibatasi
sekecilnya.
Proteksi yang benar harus dapat bekerja cukup
cepat, selektif dan andal sehingga kerusakan
peralatan yang mungkin timbul akibat busur
gangguan atau pada bagian sistem /peralatan yang
dilalui arus gangguan dapat dihindari dan
kestabilan sistem dapat terjaga.
17
Sebaliknya jika proteksi gagal bekerja atau
terlalu lambat bekerja, maka arus gangguan ini
berlangsung lebih lama, sehingga panas yang
ditimbulkannya dapat mengakibatkan kebakaran yang
hebat, kerusakan yang parah pada peralatan
instalasi dan ketidak stabilan sistem. Tangki
trafo daya yang menggelembung atau jebol akibat
gangguan biasanya karena kegagalan kerja atau
kelambatan kerja proteksi. Kegagalan atau
kelambatan kerja proteksi juga akan mengakibatkan
bekerjanya proteksi lain disebelah hulunya
(sebagai remote back up) sehingga dapat
mengakibatkan pemadaman yang lebih luas atau
bahkan runtuhnya sistem (collapse).
18
Kegagalan atau kelambatan kerja proteksi dapat
disebabkan antara lain oleh Relainya telah
rusak atau tidak konsisten bekerjanya. Setelan
(seting) relenya tidak benar(kurang sensitif atau
kurang cepat). Baterenya lemah atau kegagaLan
sistem DC suply sehingga tidak mampu mengetripkan
PMT-nya. Hubungan kotak kurang baik pada sirkit
tripping atau terputus. Kemacetan mekanisme
tripping pada PMT-nya karena kotor, karat, patah
atau meleset. Kegagalan PMT dalam memutuskan
arus gangguan yang bisa disebabkan oleh arus
gangguanya terlalu besar melampaui kemampuan
pemutusan (interupting capability), atau
kemampuan pemutusannya telah menurun, atau karena
ada kerusakan. Kekurang sempurnaan rangkaian
sistem proteksi antara lain adanya hubungan
kontak yang kurang baik. Kegagalan saluran
komunikasi tele proteksi. Trafo arus terlalu
jenuh.
19
6. Gangguan Pada Sistem Penyaluran
6. Gangguan Pada Sistem Penyaluran Jaringan
tenaga listrik yang terganggu harus dapat segera
diketahui dan dipisahkan dari bagian jaringan
lainnya secepat mungkin dengan maksud agar
kerugian yang lebih besar dapat dihindarkan.
Gangguan pada jaringan tenaga listrik dapat
terjadi diantaranya pada pembangkit, jaringan
transmisi atau di jaringan distribusi. Penyebab
gangguan tersebut tersebut dapat diakibatkan
oleh gangguan sistem dan non sistem.
20
Gangguan Sistem Gangguan sistem adalah gangguan
yang terjadi di sistem tenaga listrik seperti
pada generator, trafo, SUTT, SKTT dan lain
sebagainya. Gangguan sistem dapat dikelompokkan
sebagai gangguan permanen dan gangguan temporer.
Gangguan temporer adalah gangguan yang hilang
dengan sendirinya bila PMT terbuka, misalnya
sambaran petir yang menyebabkan flash over pada
isolator SUTT. Pada keadaan ini PMT dapat segera
dimasukan kembali, secara manual atau otomatis
dengan AutoRecloser. Gangguan permanen adalah
gangguan yang tidak hilang dengan sendirinya,
sedangkan untuk pemulihan diperlukan perbaikan,
misalnya kawat SUTT putus.
21
Gangguan Non Sistem PMT terbuka tidak selalu
disebabkan oleh terjadinya gangguan pada sistem,
dapat saja PMT terbuka oleh karena relai yang
bekerja sendiri atau kabel kontrol yang terluka
atau oleh sebab interferensi dan lain sebagainya.
Gangguan seperti ini disebut gangguan bukan pada
sistem, selanjutnya disebut gangguan nonsistem.
Jenis gangguan non-sistem antara lain -
kerusakan komponen relai - kabel kontrol
terhubung singkat - interferensi / induksi pada
kabel kontrol.
22
7. Proteksi Penghantar
7. Proteksi Penghantar Jaringan tenaga listrik
secara garis besar terdiri dari pusat pembangkit,
jaringan transmisi (gardu induk dan saluran
transmisi) dan jaringan distribusi, seperti
diperlihatkan pada gambar 3.
23
Gambar 3. Jaringan sistem tenaga listrik Dalam
usaha untuk meningkatkan keandalan penyediaan
energi listrik, kebutuhan sistem proteksi yang
memadai tidak dapat dihindarkan.
24
Blok diagram Sistem proteksi Penghantar
diperlihatkan pada Gambar 4.
25
Sistem proteksi jaringan (SUTT dan SUTET) terdiri
dari Proteksi Utama dan Proteksi Cadangan. Relai
untuk proteksi utama yang dikenal saat ini
Distance Relay Basic atau Step PUTT POTT Blockin
g Differential Relay Pilot Current Phase Direction
al Comparison Relay Impedance Current SuperImposed
Proteksi Cadangan adalah sebagai berikut
Sistem proteksi cadangan lokal OCR GFR
Sistem proteksi cadangan jauh Zone 2 GI remote
26
Sistem Proteksi SUTET Pada dasarnya, hanya ada
satu pola pengaman SUTET yang dipakai pada sistem
transmisi 500 kV di pulau Jawa, yaitu suatu pola
yang menggunakan dua Line Protection (LP) berupa
Distance Relay (Z) Tele Proteksi (TP) yang
identik, disebut LP(a) dan LP(b). Pada setiap LP
terdapat Directional Earth Fault Relay (DEF)
sebagai komplemennya. Pola ini selanjutnya
dilengkapi dengan Reclosing Relay untuk melakukan
SPAR. Pola ini dipakai di hampir seluruh SUTET
PLN di Jawa dan untuk selanjutnya akan disebut
sebagai pola standar. Namun demikian, disamping
pola yang standar terdapat dua pola lain yang
non standar. Pola non standar yang pertama
mempunyai dua LP, yaitu i) LP(a) berupa
Directional Comparison (DC) dari jenis
Non-Impedance Relay, yang di-backup oleh sebuah
Distance Relay tanpa Tele Proteksi, ii) LP(b)
berupa distance relay DEF dengan Tele Proteksi,
yang di-backup oleh sebuah Distance Relay tanpa
Tele Proteksi. Pola ini hanya digunakan pada
SUTET Saguling - Cirata 1. Pola non standar yang
kedua mempunyai LP(a) berupa Phase Comparison
yang di backup oleh Distance Relay tanpa Tele
Proteksi, dan LP(b) berupa Distance Relay DEF
dengan Tele Proteksi yang di-backup oleh Distance
Relay tanpa Tele Proteksi. Pola ini hanya
digunakan pada SUTET Saguling - Cirata 2.
27
Tabel 1. Pola Standar
28
Media Telekomunikasi Media PLC dapat digunakan
untuk Distance Relay, Comparison Directional
Relay, dan Comparison Phase Relay. Media Fibre
Optic dapat digunakan untuk Distance Relay, relai
directional comparison, relai phase comparison,
dan relai current differential. Media Micro Wave
dapat digunakan untuk distance relay, relai
directional comparison, relai phase comparison,
dan relai current differential. Kabel Pilot dapat
digunakan untuk relai pilot differential.
29
7.1. Distance Relay ( Rele Jarak)
30
7.1. Distance Relay ( Rele Jarak) Relai jarak
digunakan sebagai pengaman utama (main
protection) pada SUTT/SUTET dan sebagai backup
untuk seksi didepan. Relai jarak bekerja dengan
mengukur besaran impedansi (Z) transmisi dibagi
menjadi beberapa daerah cakupan yaitu Zone-1,
Zone-2, Zone-3, serta dilengkapi juga dengan
teleproteksi (TP) sebagai upaya agar proteksi
bekerja selalu cepat dan selektif di dalam daerah
pengamanannya.
Gambar .5. Daerah pengamanan rele jarak
31
Prinsip Kerja Relai Jarak Relai jarak mengukur
tegangan pada titik relai dan arus gangguan yang
terlihat dari relai, dengan membagi besaran
tegangan dan arus, maka impedansi sampai titik
terjadinya gangguan dapat di tentukan.
Perhitungan impedansi dapat dihitung menggunakan
rumus sebagai berikut ZfVf/If Dimana
ZfImpedansi (ohm) VfTegangan
(Volt) IfArus gangguan
Relai jarak akan bekerja dengan cara
membandingkan impedansi gangguan yang terukur
dengan impedansi seting, dengan ketentuan Bila
harga impedansi ganguan lebih kecil dari pada
impedansi seting relai maka relai akan
trip. Bila harga impedansi ganguan lebih besar
dari pada impedansi seting relai maka relai akan
tidak trip.
32
Gambar 6. Block diagram rele jarak
33

• Gambar 6. merupakan block diagram relai jarak
  yang terpasang di instalasi yang terdiri dari
• Peralatan tegangan tinggi (HV apparatus)
• PMT
• PMS
• CT
• PT Line dan Bus
• Marshalling Kios
• MCB PT
• MCB sumber AC/DC
• Terminal rangkaian arus (CT) dan tegangan
  (PT).
• Terminal limit switch PMT dan PMS
• Terminal rangkaian trip dan reclose
• 3.Panel Relai
• MCB AC dan DC
• Relai Jarak
• Relai Lock Out
• Aux. relai
• 4.Panel PLC
• Sinyal Kirim (carrier send)

34
Pengukuran Impedansi Gangguan Oleh Relai
Jarak Menurut jenis gangguan pada sistem tenaga
listrik, terdiri dari gangguan hubung singkat
tiga fasa, dua fasa, dua fasa ke tanah dan satu
fasa ke tanah. Relai jarak sebagai pengaman utama
harus dapat mendeteksi semua jenis gangguan dan
kemudian memisahkan sistem yang terganggu dengan
sistem yang tidak terganggu. Gangguan Hubung
Singkat Tiga Fasa Pada saat terjadi gangguan tiga
fasa yang simetris maka amplitudo tegangan fasa
VR,VS,VT turun dan beda fasa tetap 120 derajat.
Impedansi yang diukur relai jarak pada saat
terjadi gangguan hubung singkat tiga fasa adalah
sebagai berikut Vrelai VR IrelaiIR ZR VR
/IR Dimana, ZR impedansi terbaca oleh relai VR
Tegangan fasa ke netral IR Arus fasa
35
Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa Untuk mengukur
impedansi pada saat terjadi gangguan hubung
singkat dua fasa, tegangan yang masuk ke
komparator relai adalah tegangan fasa yang
terganggu, sedangkan arusnya adalah selisih
(secara vektoris) arus-arus yang terganggu. Maka
pengukuran impedansi untuk hubung singkat antara
fasa S dan T adalah sebagai berikut
V relai VS VT
I relai IS - IT
Sehingga,
ZR ( VS VT ) / ( IS IT )
Fasa yang terganggu Tegangan Arus
R-S VR-VS IR-IS
S-T VS-VT IS-IT
T-R VT-VR IR-IT
Tabel. 2. Tegangan dan arus masukan relai untuk
gangguan hubung singkat dua fasa
36
Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa Ke Tanah Untuk
mengukur impedansi pada saat hubung singkat satu
fasa ke tanah, tegangan yang dimasukkan ke relai
adalah tegangan yang terganggu, sedangkan arus
fasa terganggu di tambah arus sisa dikali factor
kompensasi. Misalnya terjadi gangguan hubung
singkat satu fasa R ke tanah, maka pengukuran
impedansi dilakukan dengan cara sebagai berikut
Tegangan pada relai Vrelai VR
Arus pada relai Irelai IRK0.In
Arus netral InIRISIT
Kompensasi urutan nol K01/3(Z0-Z1/Z1)
Z1VR/(IRK0.In)
Fasa yang terganggu Tegangan Arus
R-N VR IRK0.In
S-N VS ISK0.In
T-N VT ISK0.In
Tabel.3. Tegangan dan arus masukan relaiuntuk
gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah
Impedansi urutan nol akan timbul pada gangguan
tanah. Adanya K0 adalah untuk mengkompensasi
adanya impedansi urutan nol tersebut. Sehingga
impedansi yang terukur menjadi benar.
37
7.1.1.Karakteristik Rele Jarak Karakteristik
relai jarak merupakan penerapan langsung dari
prinsip dasar relai jarak, karakteristik ini
biasa digambarkan didalam diagram R-X.
7.1.1.a Karakteristik impedansi Ciri-ciri nya
Merupakan lingkaran dengan titik pusatnya
ditengah-tengah, sehingga mempunyai sifat non
directional. Untuk diaplikasikan sebagai pengaman
SUTT perlu ditambahkan relai directional. Mempunya
i keterbatasan mengantisipasi gangguan tanah high
resistance. Karakteristik impedan sensitive oleh
perubahan beban, terutama untuk SUTT yang panjang
sehingga jangkauan lingkaran impedansi dekat
dengan daerah beban.
Gambar 7. Karakteristik Impedansi
38
7.1.1.b. Karakteristik Mho Ciri-ciri Titik
pusatnya bergeser sehingga mempunyai sifat
directional. Mempunyai keterbatasan untuk
mengantisipasi gangguan tanah high resistance.
Untuk SUTT yang panjang dipilih Zone-3 dengan
karakteristik Mho lensa geser.
Gambar 8. Karakteristik Mho
Gambar 9. Karakteristik Mho Z1,Z2 parsial
Cross-polarise Mho, Z3 Lensa geser
39
7.1.1.c. Karakteristik Reaktance Ciri-ciri
Karateristik reaktance mempunyai sifat non
directional. Untuk aplikasi di SUTT perlu
ditambah relai directional. Dengan seting
jangkauan resistif cukup besar maka relai
reactance dapat mengantisipasi gangguan tanah
dengan tahanan tinggi.
Gambar 10. Karakteristik Reaktance dengan
Starting Mho
40
7.1.1.d. Karakteristik Quadrilateral Ciri-ciri
Karateristik quadrilateral merupakan kombinasi
dari 3 macam komponen yaitu reactance, berarah
dan resistif. Dengan seting jangkauan resistif
cukup besar maka karakteristik relai
quadrilateral dapat mengantisipasi gangguan tanah
dengan tahanan tinggi. Umumnya kecepatan relai
lebih lambat dari jenis mho.
Gambar 11. Karakteristik Quadrilateral
41

• 7.1.2.Pola Proteksi
• Agar gangguan sepanjang SUTT dapat ditripkan
  dengan seketika pada kedua sisi ujung saluran,
  maka relai jarak perlu dilengkapi fasilitas
  teleproteksi.
• 7.1.2.a. Pola Dasar (Basic Scheme)
• Ciri-ciri Pola dasar
• Tidak ada fasilitas sinyal PLC
• Untuk lokasi gangguan antara 80 100 relai
  akan bekerja zone-2 yang waktunya lebih lambat
  (tertunda).

TZ2 Timer zone 2 TZ3 Timer zone 3
Gambar 12. Rangkaian logic Basic Scheme
42

• 7.1.3.b. Pola PUTT (Permissive Underreach
  Transfer Trip)
• Prinsip Kerja dari pola PUTT
• Pengiriman sinyal trip (carrier send) oleh relai
  jarak zone-1.
• Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila
  relai jarak zone-2 bekerja disertai dengan
  menerima sinyal. (carrier receipt).
• Bila terjadi kegagalan sinyal PLC maka relai
  jarak kembali ke pola dasar.
• Dapat menggunakan berbeda type dan relai jarak.

CS sinyal kirim Z2 trip zone 2 CR
sinyal terim TZ2 waktu trip zone 2
Gambar 13. Rangkaian logic Pola PUTT
43

• 7.1.2.c. Pola POTT (Permissive Overreach transfer
  Trip)
• Prinsip Kerja dari pola POTT
• Pengiriman sinyal trip (carrier send) oleh relai
  jarak zone-2.
• Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila
  relai jarak zone-2 bekerja disertai dengan
  menerima sinyal (carrier receipt).
• Bila terjadi kegagalan sinyal PLC maka relai
  jarak kembali ke pola dasar.
• Dapat menggunakan berbeda type dan relai jarak.

CR sinyal terima tZ2 waktu trip zone 2
Gambar 14. Rangkaian logic Pola POTT
44

• 7.1.2.d. Pola Blocking (Blocking Scheme)
• Prinsip Kerja dari pola Blocking
• Pengiriman sinyal block (carrier send) oleh relai
  jarak zone-3 reverse.
• Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila
  relai jarak zone-2 bekerja disertai dengan tidak
  ada penerimaan sinyal block. (carrier receipt).
• Bila terjadi kegagalan sinyal PLC maka relai
  jarak akan mengalami mala kerja.
• Membutuhkan sinyal PLC cukup half duplex.
• Relai jarak yang dibutuhkan merk dan typenya
  sejenis.

Gambar 15. Ranglaian Logic Blocking Scheme
45
Gambar 16. Daerah penyetelan rele jarak tiga
tingkat
Relai jarak pada dasarnya bekerja mengukur
impadansi saluran, apabila impedansi yang terukur
/ dirasakan relai lebih kecil impedansi tertentu
akibat gangguan ( Zset lt ZF ) maka relai akan
bekerja. Prinsip ini dapat memberikan
selektivitas pengamanan, yaitu dengan mengatur
hubungan antara jarak dan waktu kerja relai.
Penyetelan relai jarak terdiri dari tiga daerah
pengamanan, Penyetelan zone-1 dengan waktu kerja
relai t1, zone-2 dengan waktu kerja relai t2 ,
dan zone-3 waktu kerja relai t3 .
46
7.1.2.a. Penyetelan Zone-1 Dengan
mempertimbangkan adanya kesalahan-kesalahan dari
data saluran, CT, PT, dan peralatan penunjang
lain sebesar 10 - 20 , zone-1 relai disetel 80
dari panjang saluran yang diamankan. Zone-1
0,8 . Z L1 (Saluran) (3.33) Waktu kerja relai
seketika, (t1 0) tidak dilakukan penyetelan
waktu .
7.1.2.b. Penyetelan Zone-2 Prinsip peyetelan
Zone-2 adalah berdasarkan pertimbangan-pertimbanga
n sebagai berikut Zone-2 min 1,2 .
ZL1 Zone-2 mak 0,8 (Z L1 0,8.
ZL2) Dengan ZL1 Impedansi saluran
yang diamankan. ZL1 Impedansi saluran
berikutnya yang terpendek (? ) Waktu kerja relai
t2 0.4 s/d 0.8 dt.
47
7.1.2.c. Penyetelan zone-3 Prinsip penyetelan
zone-3 adalah berdasarkan pertimbangan-pertimbanga
n sebagai berikut Zone-3min 1.2 ( ZL1
0,8.ZL2 ) (3.36) Zone-3mak1 0,8 ( ZL1
1,2.ZL2 ) (3.37) Zone-3mak2 0,8 ( ZL1
k.ZTR ) (3.38) Dengan ZL1 Impedansi
saluran yang diamankan ZL2 Impedansi saluran
berikutnya yang terpanjang Waktu kerja relai
t3 1.2 s/d 1.6 dt.
7.1.2.d. Peyetelan zone-3 reverse Fungsi
penyetelan zone-3 reverse adalah digunakan pada
saat pemilihan teleproteksi pola blocking. Dasar
peyetelan zone-3 reverse ada dua jenis Bila Z3
rev memberi sinyal trip. Zone-3 rev 1.5
Z2-ZL1 Bila Z3 rev tidak memberi sinyal
trip. Zone-3 rev 2 Z2-ZL1.
48

• 7.1.2.e. Penyetelan Starting
• Fungsi starting relai jarak adalah
• Mendeteksi adanya gangguan.
• Menentukan jenis gangguan dan memilih fasa yang
  terganggu.
• Prinsip penyetelan starting di bagi 2, yaitu
• 1. Starting arus lebih
• I fasa-fasa 1.2 CCC atau ct
• I fasa-netral 0.1. CCC atau ct
• 2. Starting impedansi
• Zsmin 1.25 x Zone-3
• Zs max 0.5 x kV/(CCC atau Ct xv3)

• 7.1.2.f. Penyetelan Resistif reach
• Fungsi penyetelan resistif reach adalah
  mengamankan gangguan yang bersifat high
  resistance.
• Prinsip penyetelan resistif reach (Rb) tidak
  melebihi dari kreteria setengah beban (1/2 Z
  beban ).
• Untuk system 70 kV
• Rb 15 x Zone-1 x k0 x 2.
• Untuk system 150 dan 500 kV
• Rb 8 x Zone-1 x k0 x 2

49
7.2. Directional Comparison Relay. Relai
penghantar yang prinsip kerjanya membandingkan
arah gangguan, jika kedua relai pada penghantar
merasakan gangguan di depannya maka relai akan
bekerja. Cara kerjanya ada yang menggunakan
directional impedans, directional current dan
superimposed.
Gambar 17. Directional comparison relay
50

• 7.3. Current Differential Relay
• Prinsip kerja pengaman differensial arus saluran
  transmisi mengadaptasi prinsip kerja diferensial
  arus, yang membedakannya adalah daerah yang
  diamankan cukup panjang sehingga diperlukan
• Sarana komunikasi antara ujung-ujung saluran.
• Relai sejenis pada setiap ujung saluran.
• Karena ujung-ujung saluran transmisi dipisahkan
  oleh jarak yang jauh maka masing-masing sisi
  dihubungkan dengan
• kabel pilot
• saluran telekomunikasi microwave, fiber optic.

• Tanpa gangguan atau gangguan eksternal
• IA IB 0
• Keadaan gangguan internal
  
• IA IB ? 0 ( IF)

Gambar 18. Relai arus differensial
51
7.4. Pilot Relay
52
Umumnya diterapkan untuk mengatasi kesulitan
koordinasi dengan relai arus lebih pada jaringan
yang kompleks atau sangat pendek , dan kesulitan
koordinasi dengan relai jarak untuk jaringan yang
sangat pendek. Pada saluran udara faktor pembatas
dari relai ini adalah panjang dari rangkaian
pilot, sedangkan pada saluran kabel adalah arus
charging kabel dan sistem pentanahan. Prinsip
kerja relai diferensial arus saluran transmisi
yaitu relai diferensial dengan circulating
current atau relai diferensial dengan balanced
voltage seperti pada gambar.
53
7.5. Phase Comparison Relay Prinsip kerja
membandingkan sudut fasa antara arus yang masuk
dengan arus yang keluar daerah pengaman. Prinsip
kerja diperlihatkan pada gambar, dimana pada saat
gangguan internal output dari comparator
memberikan nilai 1
Gambar 21. Gelombang sudut fasa pada Phase
Comparison Relay
54
7.6. Super Imposed Directional Relay Elemen
directional menggunakan sinyal superimposed
Superimposed faulted - unfaulted Selama
gangguan tegangan dan arus berubah sebesar ?Vr
dan ?ir, perubahan ini dikenal sebagai besaran
superimposed.
Untuk gangguan di depan ? Vr ? -ø rep dan ? ir
mempunyai polaritas yang berlawanan sedangkan
untuk gangguan di belakang ? Vr ? -ø rep dan ?
ir mempunyai polaritas yang sama Arah ditentukan
dari persamaan
Dop ? Vr ? -ø rep - ? ir - ? Vr ? -ø
rep ? ir Dop positip untuk gangguan arah
depan dan Dop negatip untuk gangguan arah belakang
55
Gambar 23. Rangkaian pengukuran Relai
tanah selektif
Rangkaian relai tanah selektif (50G) dihubungkan
seperti pada gambar. Jika ada gangguan satu fasa
ke tanah pada penghantar 1 maka relai 50G akan
merasakan gangguan demikian juga relai
directional ground (67G). Penghantar 1 akan trip
karena 50G kerja dan arus yang dirasakan 67G
penghantar 1 gt 67G penghantar 2. Apabila salah
satu pmt penghantar lepas relai 50 G tidak akan
bekerja. Setting waktu relai 50G umumnya lt
setting waktu 67G. Relai ini dipasang pada
penghantar dengan sirkit ganda dan tidak dapat
dioperasikan jika ada pencabangan dalam
penghantar tersebut (single phi atau single T).
56
Relai arah hubung tanah memerlukan operating
signal dan polarising signal. Operating signal
diperoleh dari arus residual melalui rangkaian
trafo arus penghantar (Iop 3Io) sedangkan
polarising signal diperoleh dari tegangan
residual. Tegangan residual dapat diperoleh dari
rangkaian sekunder open delta trafo tegangan
seperti pada Gambar VRES VAG VBG VCG
3Vo
57
Diperlukan apabila proteksi utama tidak dapat
bekerja atau terjadi gangguan pada sistem
proteksi utama itu sendiri. Pada dasarnya sistem
proteksi cadangan dapat dibagi menjadi dua
katagori, yaitu a. Sistem proteksi cadangan
lokal (local back up protection system) Proteksi
cadangan lokal adalah proteksi yang dicadangkan
bekerja bilamana proteksi utama yang sama gagal
bekerja. Contohnya penggunaan OCR atau GFR.
b. Sistem proteksi cadangan jauh (remote back up
protection system) Proteksi cadangan jauh adalah
proteksi yang dicadangkan bekerja bilamana
proteksi utama di tempat lain gagal
bekerja. Proteksi cadangan lokal dan jauh
diusahakan koordinasi waktunya dengan proteksi
utama di tempat berikutnya. Koordinasi waktu
dibuat sedemikian hingga proteksi cadangan dari
jauh bekerja lebih dahulu dari proteksi cadangan
lokal. Hal ini berarti bahwa kemungkinan sekali
bahwa proteksi cadangan dari jauh akan bekerja
lebih efektif dari proteksi cadangan
lokal. Dengan penjelasan di atas berarti bahwa
waktu penundaan bagi proteksi cadangan lokal
cukup lama sehingga mungkin sekali mengorbankan
kemantapan sistem demi keselamatan peralatan.
Dengan demikian berarti pula bahwa proteksi
cadangan lokal hanya sekedar proteksi cadangan
terakhir demi keselamatan peralatan.
58
7.10. Operating Time dan Fault Clearing Time
Kecepatan pemutusan gangguan (fault clearing
time) terdiri dari kecepatan kerja (operating
time) rele, kecepatan buka pemutus tenaga
(circuit breaker) dan waktu kirim sinyal
teleproteksi. Fault clearing time menurut SPLN
52-1 1984 untuk sistem 150 kV sebesar 120 ms dan
untuk sistem 70 kV sebesar 150 ms. Besaran fault
clearing time berhubungan dengan mutu tenaga
listrik di sisi konsumen, batasan Kedip menurut
SE Direksi PT PLN (PERSERO) No. 12.E / 012 / DIR
/ 2000 adalah 140 ms untuk bekerjanya proteksi
utama sistem 150 kV dan 170 ms untuk bekerjanya
proteksi utama di sistem 70 kV, sedangkan untuk
proteksi cadangan maksimum sebesar 500 ms. Fault
clearing time proteksi cadangan sebesar 500 ms
dapat dicapai dengan memanfaatkan proteksi
cadangan zone 2 distance relay dari GI
remote. Dari kedua hal di atas maka untuk PLN UBS
P3B fault clearing time di sistem 150 kV adalah
120 ms untuk bekerja proteksi utama dan 500 ms
untuk bekerja proteksi cadangan, sedangkan di
sistem 70 kV adalah 150 ms untuk bekerja proteksi
utama dan 500 ms untuk bekerja proteksi
cadangan. Untuk memenuhi fault clearing time di
atas maka perlu ditetapkan batasan operating time
dari relai itu sendiri. Dengan mempertimbangkan
waktu kerja pmt dan waktu yang diperlukan
teleproteksi maka operating time relai proteksi
utama di sistem 150 kV adalah tipikal 30 ms dan
pada SIR 10 dan reach setting 80 sebesar 40
ms, sedangkan di sistem 70 kV adalah tipikal 35
ms dan pada SIR 10 dan reach setting 80 sebesar
50 ms.
59

• 8.RELE PROTEKSI BUSBAR.
• Sebagai proteksi utama Busbar adalah RELE
  Differensial, yang berfungsi mengamankan pada
  busbar tersebut terhadap gangguan yang terjadi di
  busbar itu sendiri.
• Konfigurasi Busbar ada 3 macam
• Busbar tunggal ( Single Busbar ).
• Busbar ganda ( Double Busbar ).
• Busbar 1,5 PMT.
• Gangguan pada busbar relatif jarang (kurang lebih
  7 ) dibandingkan dengan gangguan pada
  penghantar (kurang lebih 60 ) dari keseluruhan
  gangguan 1 tetapi dampaknya akan jauh lebih
  besar dibandingkan pada gangguan penghantar,
  terutama jika pasokan yang terhubung ke
  pembangkit tersebut cukup besar.
• Dampak yang dapat ditimbulkan oleh gangguan di
  bus jika gangguan tidak segera diputuskan antara
  lain adalah a/. kerusakan instalasi b/. timbulnya
  masalah stabilitas transient, c/. dimungkinkan
  OCR dan GFR di sistem bekerja sehingga pemutusan
  menyebar.
• Persyaratan yang diperlukan untuk proteksi busbar
  adalah
• Waktu pemutusan yang cepat (pada basic time)
• Bekerja untuk gangguan di daerah proteksinya.
• Tidak bekerja untuk gangguan di luar daerah
  proteksinya.
• Selektfi, hanya mentripkan pmt-pmt yang terhubung
  ke seksi yang terganggu.
• Imune terhadap malakerja, karena proteksi ini
  mentripkan banyak pmt.

60
Jenis/pola proteksi busbar banyak ragamnya,
tetapi yang akan di bahas disini adalah proteksi
busbar diferensial dengan jenis low impedans dan
high impedans.
61
9. PROTEKSI TRAFO TENAGA
Proteksi transrmator daya terutama bertugas untuk
mencegah kerusakan transformator sebagai akibat
adanya gangguan yang terjadi dalam petak/bay
transformator, disamping itu diharapkan juga agar
pengaman transformator dapat berpartisipasi dalam
penyelenggaraan selektifitas sistem, sehingga
pengamanan transformator hanya melokalisasi
gangguan yang terjadi di dalam petak/bay
transformator saja.
9.1. Tujuan pemasangan rele proteksi Trafo Tenaga.

• Maksud dan tujuan pemasangan relay proteksi pada
  transformator daya adalah untuk mengamankan
  peralatan /sistem sehingga kerugian akibat
  gangguan dapat dihindari atau dikurangi menjadi
  sekecil mungkin dengan cara
• Mencegah kerusakan transformator akibat adanya
  gangguan/ketidak normalan yang terjadi pada
  transformator atau gangguan pada bay
  transformator.
• Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal
  lainnya yang dapat membahayakan peralatan atau
  sistem.
• Melepaskan (memisahkan) bagian sistem yang
  terganggu atau yang mengalami keadaan abnormal
  lainnya secepat mungkin sehingga kerusakan
  instalasi yang terganggu atau yang dilalui arus
  gangguan dapat dihindari atau dibatasi seminimum
  mungkin dan bagian sistem lainnya tetap dapat
  beroperasi.
• Memberikan pengamanan cadangan bagi instalasi
  lainnya.
• Memberikan pelayanan keandalan dan mutu listrik
  yang tbaik kepada konsumen.
• Mengamankan manusia terhadap bahaya yang
  ditimbulkan oleh listrik.

62
9.2.Gangguan pada Trafo Tenaga
Gangguan pada transformator daya tidak dapat
kita hindari, namun akibat dari gangguan tersebut
harus diupayakan seminimal mungkin dampaknya. Ada
dua jenis penyebab gangguan pada transformator,
yaitu gangguan eksternal dan gangguan internal .
Ganggauan eksternal.

• Gangguan eksternal sumber gangguannya berasal
  dari luar pengamanan transformator, tetapi
  dampaknya dirasakan oleh transformator tersebut,
  diantaranya
• gangguan hubung singkat pada jaringan
• beban lebih
• surja petir

Gangguan internal

• Gangguan internal adalah gangguan yang bersumber
  dari daerah pengamanan/petak bay transformator,
  diantaranya
• gangguan antar fasa pada belitan
• fasa terhadap ground antar belitan transformator
• gangguan pada inti transformator
• gangguan tap changer
• kerusakan bushing
• kebocoran minyak atauminyak terkontaminasi
• suhu lebih.

63
9.3. Sistem Pentanahan Titik Netral Trafo
Tenaga. Tujuan Pentanahan Titik Netral Trafo
Tenaga.

• Adapun tujuan pentanahan titik netral
  transformator daya adalah sebagai berikut
• Menghilangkan gejala-gejala busur api pada suatu
  sistem.
• Membatasi tegangan-tegangan pada fasa yang tidak
  terganggu (pada fasa yang sehat).
• Meningkatkan keandalan (realibility) pelayanan
  dalam penyaluran tenaga listrik.
• Mengurangi/membatasi tegangan lebih transient
  yang disebabkan oleh penyalaan bunga api yang
  berulang-ulang (restrike ground fault).
• Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi serta
  memudahkan dalam menentukan lokasi gangguan.

13.9.4. Metoda Pentanahan Titik Netral Trafo
Tenaga.

• Metoda-metoda pentanahan titik netral
  transformator daya adalah sebagai berikut
• Pentanahan mengambang (floating grounding)
• Pentanahan melalui tahanan (resistance grounding)
• Pentanahan melalui reaktor (reactor grounding)
• Pentanahan langsung (effective grounding)
• Pentanahan melalui reaktor yang impedansinya
  dapat berubah-ubah (resonant grounding) atau
  pentanahan dengan kumparan Petersen (Petersen
  Coil).

64

• 9.5. Jenis Proteksi Trafo Tenaga.
• Trafo tenaga diamankan dari berbagai macam
  gangguan, diantaranya dengan peralatan proteksi
  (sesuai SPLN 52-11983 Bagian Satu, C)
• Rele arus lebih
• Rele arus hubung tanah
• Rele beban lebih
• Rele tangki tanah
• Rele ganggauan tanah terbatas (Restricted Earth
  Fault)
• Rele suhu
• Rele Bucholz
• Rele Jansen
• Rele tekanan lebih
• Rele suhu
• Lightning arrester
• Relle differensial

65
(No Transcript)
66
9.5.1. RELE ARUS LEBIH ( OVER CURRENT RELAY
) RELE ini berfungsi untuk mengamankan
transformator terhadap gangguan hubung singkat
antar fasa didalam maupun diluar daerah pengaman
transformator, seperti terlhat pada foto dibawah
ini.
Juga diharapkan RELE ini mempunyai sifat
komplementer dengan RELE beban lebih. RELE ini
berfungsi pula sebagai pengaman cadangan bagi
bagian instalasi lainnya.
67
9.5.2. RELE DIFFERENSIAL RELE ini berfungsi untuk
mengamankan transformator terhadap gangguan
hubung singkat yang terjadi didalam daerah
pengaman transformator.
68
9.5.3. RELE GANGGUAN TANAH TERBATAS ( Restricted
Earth fault Relay ) Rele ini berfungsi untuk
mengamankan transformator terhadap tanah didalam
daerah pengaman transformator khususnya untuk
gangguan didekat titik netral yang tidak dapat
dirasakan oleh rele differensial.
Gambar. 28. Diagram rele REF
69
9.5.4. RELE ARUS LEBIH BERARAH Directional over
current Relai atau yang lebih dikenal dengan
Relai arus lebih yang mempunyai arah tertentu
merupakan Relai Pengaman yang bekerja karena
adanya besaran arus dan tegangan yang dapat
membedakan arah arus gangguan.
Relai ini terpasang pada Jaringan Tegangan
tinggi, Tegangan menengah juga pada pengaman
Transformator tenaga dan berfungsi untuk
mengamankan peralatan listrik akibat adanya
gangguan phasa-phasa maupun Phasa ketanah.
70
Relai Ini Mempunyai 2 buah parameter ukur yaitu
Tegangan dan Arus yang masuk ke dalam Relai untuk
membedakan arah arus ke depan atau arah arus ke
belakang.
Pada pentanahan titik netral trafo dengan
menggunakan tahanan, relai ini dipasang pada
penyulang 20 KV. Bekerjanya relai ini berdasarkan
adanya sumber arus dari ZCT (Zero Current
Transformer) dan sumber tegangan dari PT
(Potential Transformers).
71
Sumber tegangan PT umumnya menggunakan rangkaian
Open-Delta, tetapi tidak menutup kemungkinan ada
yang menggunakan koneksi langsung 3 Phasa. Untuk
membedakan arah tersebut maka salah satu phasa
dari arus harus dibandingakan dengan Tegangan
pada phasa yang lain.

• Relay connections
• Adalah sudut perbedaan antara arus dengan
  tegangan masukan relai pada power faktor satu.

• Relay maximum torque angle

Adalah perbedaan sudut antara arus dengan
tegangan pada relai yang menghasilkan torsi
maksimum.
72
9.5.5. RELE GANGGUAN TANAH Rele ini berfungsi
untuk mengamankan transformator gangguan hubung
tanah, didalam dan diluar daerah pengaman
transformator. Relai arah hubung tanah memerlukan
operating signal dan polarising signal. Operating
signal diperoleh dari arus residual melalui
rangkaian trafo arus penghantar (Iop 3Io)
sedangkan polarising signal diperoleh dari
tegangan residual. Tegangan residual dapat
diperoleh dari rangkaian sekunder open delta
trafo tegangan seperti pada Gambar VRES VAG
VBG VCG 3Vo
73
9.5.6. RELE TANGKI TANAH
RELE ini berfungsi untuk mengamankan
transformator terhadap hubung singkat antara
kumparan fasa dengan tangki transformator dan
transformator yang titk netralnya ditanahkan.
Rele bekerja sebagai pengaman jika terjadi arus
mengalir tangki akibat gangguan fasa ke tangki
atau dari instalasi bantu seperti motor kipas,
srkulasi dan motor2 bantu yang lain, pemanas dll.
Arus ini sebagai pengganti rele diferensial sebab
sistim rele pengaman tangki biasanya dipasang
pada trafo yang tidak dilengkapi trafo arus
disisi primer dan biasanya pada trafo dengan
kapasitas kecil. Trafo dipasang diatas isolator
sehingga tidak terhubung ke tanah kemudian dengan
menggunakan kabel pentanahan yang dilewatkan
melali trafo arus dengan tingkat isolasi dan
ratio yang kecil kemudian tersambung pada rele
tangki tanah dengan ratio ct antara 300 s/d 500
dengan sisi sekunder hanya 1 Amp.
74
Gambar 32. Diagram pemasangan rele tangki tanah
75
9.5.7. RELE SUHU
Rele ini adalah rele mekanis yang berfunsi
mendeteksi suhu minyak dan kumparan secara
langsung yang akan membunyikan alarm serta
mengeluarkan PMT. Rele suhu ini dipasang pada
semua transformator. Adalah alat pengukur tingkat
panas dari trafo baik panasnya kumparan primer
dan sekunder juga minyak. Thermometer ini bekerja
atas dasar air raksa (mercuri/Hg) yang tersambung
dengan tabung pemuaian dan tersambung dengan
jarum indikator derajat panas. Beberapa
thermometer dikombinasikan dengan panas dari
resistor khusus yang tersambung dengan ct yang
terpasang pada salah satu fasa (fasa tengah)
dengan demikian penunjukan yang diperoleh adalah
relatif terhadap kebenaran dari panas yang
terjadi.

• Keterangan
• Trafo arus
• Sensor suhu
• Heater
• Thermometer Winding
• Thermometer oil

Gambar 33. Rele suhu
76
9.5.8. RELE BEBAN LEBIH RELE ini berfungsi untuk
mengamankan transformator terhadap suhu yang
berlebihan yang menggunakan sirkit simulator
untuk mendeteksi kumparan transformator yang pada
tahap pertama membunyikan alarm dan pada tahap
berikutnya menjatuhkan PMT.
9.5.9. RELE BUCHOLTZ RELE ini berfungsi untuk
mendeteksi adanya gas yang ditimbulkan oleh
loncatan (bunga ) api dan pemanasan setempat
dalam minyak transformator.
Gambar 34. Rele Bucholtz
77
Penggunaan rele deteksi gas (Bucholtz) pada
Transformator terendam minyak yaitu untuk
mengamankan transformator yang didasarkan pada
gangguan Transformator seperti arcing,
partial discharge, over heating yang umumnya
menghasilkan gas. Gas-gas tersebut dikumpulkan
pada ruangan rele dan akan mengerjakan
kontak-kontak alarm.

1. Rele deteksi gas juga terdiri dari suatu
   peralatan yang tanggap terhadap ketidaknormalan
   aliran minyak yang tinggi yang timbul pada waktu
   transformator terjadi gangguan serius.
   Peralatan ini akan menggerakkan kontak trip
   yang pada umumnya terhubung dengan rangkaian
   trip Pemutus Arus dari instalasi transformator
   tersebut. Ada beberapa jenis rele buchholtz yang
   terpasang pada trafo,
2. Rele sejenis tapi digunakan untuk mengamankan
   ruang OLTC dengan prinsip kerja yang sama sering
   disebut dengan Rele Jansen. Terdapat beberpa
   jenis antara lain sema seperti rele buhcoltz
   tetapi tidak ada kontrol gas, jenis tekanan ada
   yang menggunakan membran/selaput timah yang
   lentur sehingga bila terjadi perubahan tekanan
   kerena gangguan akan berkerja, disini tidak alarm
   langsung trip dan dengan prinsip yang sama hanya
   menggunakan pengaman tekanan atau saklar tekanan.

78
9.5.10. RELE JANSEN RELE ini berfungsi untuk
mengamankan pengubah tap ( tap changer ) dari
transformator. Tap changer adalah alat yang
terpasang pada trafo,berfungsi untuk mengatur
tegangan keluaran (sekunder) akibat beban maupun
variasi tegangan pada sistem masukannya
(input). Tap changer umumnya dipasang pada ruang
terpisah dengan ruang untuk tempat
kumparan,dimaksudkan agar minyak tap changer
tidak bercampur dengan minyak tangki utama. Untuk
mengamankan ruang diverter switch apabila terjadi
gangguan pada sistem tap changer ,digunakan
pengaman yang biasa disebut RELE JANSEN
(bucholtnya Tap changer). Jenis dan tipe rele
jansen bermacam-macam bergantung pada merk Trafo
misalnya RS 1000,LF 15,LF 30. Rele jansen
dipasang antara tangki tap changer dengan
konservator minyak tap changer.
Gambar 35. Rele Jansen
79
RELE TEKANAN LEBIH ( Sudden Pressure Relay) Bagi
transformator tanpa konservator dipasang RELE
tekanan mendadak yang dipasang pada tangki dan
bekerja dengan pertolongan membrane. RELE ini
dipasang pada semua transformator. RELE ini
berfungsi untuk mengamankan transformator
terhadap tekanan lebih. Suatu flash over atau
hubung singkat yang timbul pada suatu
transformator terendam minyak, umumnya akan
berkaitan dengan suatu tekanan lebih didalam
tangki, karena gas yang dibentuk oleh decomposisi
dan evaporasi minyak. Dengan melengkapi sebuah
pelepasan tekanan pada trafo maka tekanan lebih
yang membahayakan tangki trafo dapat dibatasi
besarnya. Apabila tekanan lebih ini tidak dapat
dieliminasi dalam waktu beberapa millidetik,
tangki trafo akan meledak dan terjadi panas lebih
pada cairan, konsekuensinya pada dasarnya harus
memberikan suatu peralatan pengaman. Peralatan
pengaman harus cepat bekerja mengevakuasi tekanan
tersebut.
Gambar 36. Rele Sudden Pressure
80
PROTEKSI PENYULANG 20 kV Jenis Rele proteksi
yang terdapat pada penyulang 20 kV adalah sebagai
berikut 10.1. Rele Arus Lebih ( Over Current
Relay ) Rele ini berfungsi untuk memproteksi SUTM
terhadap gangguan antar fasa atau tiga
fasa. 10.2. Rele Arus Lebih berarah ( Directional
OCR ) Rele ini berfungsi untuk memproteksi SUTM
terhadap gangguan antar fasa atau tiga fasa dan
hanya bekerja pada satu arah saja. Karena Rele
ini dapat membedakan arah arus gangguan. 10.3.
Rele Hubung Tanah ( Ground Fault relay ) Rele ini
berfungsi untuk memproteksi SUTM atau SKTM dari
gangguan tanah. 10.4. Rele Beban Lebih ( Over
Load Relay ) Rele ini dipasang pada SKTM yang
berfungsi untuk memproteksi SKTM dari kondisi
beban lebih. 10.5. Rele Penutup Balik ( Reclosing
Relay ) Rele ini berfungsi untuk memproteksi SUTM
terhadap gangguan antar fasa atau tiga fasa dan
hanya bekerja pada satu arah saja. Karena Rele
ini dapat membedakan arah arus gangguan. 10.6.
Rele Frekwensi Kurang ( Under Freqwency Relay
) Rele ini berfungsi untuk melepas SUTM atau SKTM
bila terjadi penurunan frekwensi system.
81

• 11. DISTURBANCE FAULT RECORDER ( DFR )
• Disturbance Fault Recorder ( DFR ) suatu alat
  yang dapat mengukur dan merekam besaran listrik
  seperti arus ( A ), tegangan ( V ) dan frekuensi
  ( Hz ) pada saat sebelum, selama dan setelah
  gangguan.
• Disturbance Fault Recorder ( DFR ) yang saat ini
  sudah merupakan suatu kebutuhan, yang dapat
  membantu merekam data dari sistem tenaga listrik
  termasuk sistem proteksi serta peralatan terkait
  lainnya yang pada akhirnya membantu dalam analisa
  dan memastikan bahwa sistem telah bekerja dengan
  baik.
• DFR akan bekerja secara real time untuk memonitor
  kondisi listrik dan peralatan terkait lainnya
  pada saat terjadi gangguan, karena menggunakan
  sistem digital maka semua data dikonversikan ke
  bentuk digital dan disimpan di memori., hasil
  monitor tersebut akan tersimpan secara permanen
  dalam bentuk hasil cetakan di kertas dan data
  memori.
• Manfaat Disturbance Fault Recorder ( DFR )
• Mendeteksi penyebab gangguan
• Mengetahui lamanya gangguan ( fault clearing time
  )
• Mengetahui besaran listrik seperti Arus
  (A),Tegangan(V) dan Frekuensi (F)
• Mengetahui unjuk kerja sistem proteksi terpasang
• Melihat harmonik dari sistem tenaga Listrik
• Melihat apakah CT normal / tidak ( jenuh)
• Memastikan bahwa PMT bekerja dengan baik
• Dokumentasi

82

• Pengembangan DFR
• Time Synchronizing (GPS)
• Master Station
• Monitoring Frekuensi
• DC Monitoring
• Bagian dari DFR (Disturbance Fault Recorder)
• DAU (Data Acquisition Unit), AC/DC Power Supply
• Communication Channel, Sistem Alarm

83

• Mencetak / print out ulang Record gangguan yang
  pernah direkam
• DFR II harus dalam kondisi Manual Mode
• Tekan tombol Record Select display akan tampil
  Record Select
• Tekan kunci panah kebawah, display tampil Rec
  No .
• Setelah ini tekan / masukkan nomor yang
  diinginkan kemudian tekan tombol Enter. Printer
  akan bekerja, dan layar akan terbaca Printing.
• Tunggu sampai selesai mencetak, atau Cancel untuk
  membatalkan.
• Jangan lupa kembali ke Auto setelah selesai,
  dengan tombol Auto
• Kita dapat juga memilih nomor record dengan
  menggunakan tombol Panah Keatas / Kebawah.
• Apabila nomor record yang akan dicetak
  sudahdiperagakan, maka kita cukup menekan tombol
  Enter.
• Mencetak Setup Parameter
• DFR II harus dalam kondisi Manual Mode
• Tekan tombol Print Setup
• Tekan tombol Panah Kebawah kemudian printer akan
  bekerja
• Tekan sampai selesai mencetak, atau Cancel untuk
  membatalkan
• Jangan lupa kembali ke Auto setelah selesai,
  dengam tombol Auto.

84
Basic Operation Switch on Menyalakan
DFR Pertama kali dinyalakan DFR II akan memeriksa
keadaan didalam rangkaian elektroniknya dan
menghitung Memorinya sampai 4096 KB. Setelah
semuanya dalam kondisi baik, maka secara otomatis
display/peragaan di DFR II akan menampilkan Jam
dan Nomor Record yang ada didalam DFR. Apabila
kita ingin mempercepat pemeriksaan dan test
memory, tekan tombol Panah Kebawah dan display
akan menampilkan Jam dan Rec No. Misalnya
JJ MM SS REC . 15 0632 REC 041 Setelah
itu tekan tombol Reset Alarm Indicator, maka
seluruh lampu Alarm Indicator harus padam/tidak
menyal. Apabila ada Alarm Indicator yang menyala,
maka lihat petunjuk bagian Trouble Shooting.
85
Automatic Mode Posisi DFR siap/otomatis Pada
kondisi Jam dan Nomor Record tampil dilayar, dan
Status Indicator Led Auto menyala, kondisi ini
disebut Automatic Mode. Dalam kondisi ini semua
key kecuali Manual Mode dan Reset Alarm dan
Sensor Target tidak dapat difungsikan. Pada
posisi ini DFR dalam keadaan siap akan merekam
data gangguan/fault secara otomatis. Catatan
Dalam kondisi ini Lampu Status Indicator yang
menyala adalah Auto dan Data Memory (kalau ada
data ). Apabila Lampu Status Indicator lain ada
yang menyala, berarti ada gangguan didalam DFR,
contoh lampu Off Line, artinya DFR dalam keadaan
tidak siap merkam. Lihat bagian Trouble Shooting.
86
Manual Mode Posisi manual operation Merubah
ke kondisi manual untuk dirubah / dioperasikan
oleh operator / manusia Pada posisi ini kita
dapat Merubah Parameter dari DFR Melakukan
pengetesan / pemeriksaan komponen
elektronis Meminta rekaman data, ataupun
memanipulasikan data rekaman Dari kondisi
Automatic kita dapat merubah ke kondisi manual
dengan cara Tekan tombol Manual, pada display
akan tampil Manual Mode. Berarti kita sudah ada
pada posisi Manual dan Lampu Status Manual akan
menyala.
Kembali ke posisi / kondisi Automatic mode Untuk
kembali ke posisi Automatic mode, setelah kita
selesai dengan posisi Manual mode, kita harus
kembali ke tampilan layar Manual Mode, yaitu
dengan menekan tombol Cancel beberapa
kali(tergantung diposisi mana kita sedang
berada). Lalu tekan tombol Auto, maka pada layar
akan tampil JAM dan Record No untuk mempercepat
peragaan, tekan tombol Panah Kebawah atau Cancel.
87
Tombol-tombol yang sering digunakan
88

• Cara menganalisa
• Pada kondisi normal, arus dan tegangan akan
  menggambarkan sinusoidal ( 50 Hz ) yang sempurna.
• Besaran arus dan tegangan tersebut dapat diukur
  dengan memperhatikan skala rekaman, serta ratio
  CT dan PT.
• Setiap trigger karena besaran analog yang diluar
  normal, DFR akan menggambarkan pada bagian sensor
  digital, serta bentuk sinusoidal arus/tegangan
  akan berubah menjadi lebih besar atau Lebih
  kecil.
• Apabila perubahan besaran analog ini diikuti
  dengan bekerjanya proteksi maka diikuti dengan
  perubahan status input digital.
• Bila PMT juga bekerja, maka dapat dilihat status
  PMT sebagai input digital yang berubah.
• Setiap trigger karena perubahan status input
  digital, DFR akan menggambarkannya pada bagian
  digital, dimana garisnya akan berubah menjadi
  terputus

89
12. AUTO RECLOSER
Saluran udara tegangan tinggi (SUTT/SUTET)
merupakan salah satu bagian sistem yang paling
sering mengalami gangguan, sebagian besar dari
sumber gangguan tersebut (sekitar 80 ) bersifat
temporer2 yang akan segera hilang setelah
Pemutus Tenaga (PMT) trip. Agar kesinambungan
pelayanan/ suplai energi listrik tetap terjaga
serta batas stabilitas tetap terpelihara maka PMT
dicoba masuk kembali sesaat setelah kejadian trip
diatas. Dengan memasukan kembali PMT ini
diharapkan dampak gangguan yang bersifat temporer
tersebut dapat dikurangi. Untuk mengurangi
dampak gangguan tersebut terhadap keandalan
penyediaan tenaga listrik, khususnya pada saat
terjadi gangguan temporer, maka pada SUTT/ SUTET
tersebut dipasang auto recloser
(A/R). Pengoperasian auto-recloser diharapkan
dapat meningkatkan availability (ketersediaan)
SUTT/ SUTET, hal ini berarti peluang (lama dan
frekuensi) konsumen terjadi padam dapat
dikurangi. Namun sebaliknya, pengoperasian A/R
secara tidak tepat dapat menimbulkan kerusakan
pada peralatan, sehingga dapat menimbulkan dampak
pemadaman meluas serta waktu pemulihan yang lebih
lama. Cara kerja A/R pada gangguan temporer
maupun gangguan permanen untuk single shot dapat
dilihat pada Gambar 2.1.
90
12.1. Kaidah Penyetelan A/R Penentuan dead
time. Penentuan dead time harus mempertimbangkan
hal berikut

• a. Stabilitas dan sinkronisasi sistem.
• Tidak berpengaruh pada jaringan radial tetapi
  berpengaruh pada jaringan yang memiliki lebih
  dari satu sumber (pembangkit atau IBT).
• Dead time dipilih sesuai dengan kebutuhan sistem
  dan keamanan peralatan.
• b. Karakteristik PMT.
• Waktu yang diperlukan oleh PMT untuk trip dan
  reclose harus diperhitungkan, khususnya untuk A/R
  cepat.
• Waktu de-ionisasi udara ( lihat tabel di bawah
  ini 2)

Tegangan Sistem (kV) Waktu De-ionisi (detik)
66 0.1
110 0.15
132 0.17
220 0.28
275 0.3
400 0.5
91

• Operating time PMT (0.05 - 0.1 detik).
• Waktu reset mekanik PMT (0.2 detik).
• Selain itu pengaruh penurunan kemampuan PMT
  karena umur harus dipertimbangkan dalam
  menentukan pola dan waktu operasi ( lambat atau
  cepat) A/R.

c. Karakteristik peralatan proteksi. Harus
diperhitungkan waktu yang dibutuhkan untuk reset
peralatan proteksi.
Penentuan reclaim time. a. Reclaim time harus
lebih lama dari waktu kerja relai proteksi, namun
untuk basic time (instanteneous) pertimbangan
ini tidak diperlukan. b. Reclaim time harus
memperhitungkan waktu yang diperlukan oleh
mekanisme closing PMT agar PMT tersebut siap
untuk reclose kembali. Umumnya untuk sistem
hidraulik memerlukan waktu 10 detik.
92

• Kriteria Seting Untuk SPAR
• a. Dead time
• lebih kecil dari seting discrepancy dan se